軟體目標夾持滑移信息檢測與姿態(tài)監(jiān)測技術研究.pdf

1、軟體夾持與剛體夾持差別巨大，而且軟體夾持在生活和生產(chǎn)中也同樣有著重要的影響，如在醫(yī)療康復和殘障輔助機器人領域，而現(xiàn)階段對軟體的夾持以及姿態(tài)檢測方面的進展還不足。精確的滑移檢測和被夾持體的空間姿態(tài)監(jiān)測在機器人夾持軟體的操作中具有重要的作用。本文介紹了一種適用于軟體夾持的基于視頻處理的滑移檢測傳感器，為夾持操作提供了多維信息，以及介紹了一種能夠監(jiān)測被夾持體的姿態(tài)的監(jiān)測方法，有效地促進軟體高效和穩(wěn)定的夾持。
　　本研究設計了新的傳感器以

2、及滑移檢測算法。在發(fā)光二極管照明下，通過鑲嵌在夾持手指內(nèi)部的微型攝像機近距離動態(tài)拍攝被夾持的物體，當軟體物體有滑移甚至部分滑移時，攝像機會清晰的實時記錄下滑移狀態(tài)。在攝像機視野中，設置多個監(jiān)測點，并依次通過SURF算法進行數(shù)據(jù)處理，檢測出幀與幀之間的特征點，并進行匹配和計算，可以求出被監(jiān)測物體的移動方向和大小。進一步對多點軌跡進行數(shù)據(jù)分析，可以得到被夾持點的扭曲變形程度以及受力方向，并以此可以判斷被夾持物體的表面張力變化。為了驗證本傳感

3、器的有效性，本文通過以棉布和泡沫板為實驗材料進行了相關實驗和數(shù)據(jù)處理分析，通過對比分析實驗條件下的理論計算結果與實際測量結果，證明了此傳感器不僅能夠有效的檢測物體是否滑移，而且可以提供物體滑移的位移、物體拉伸扭曲信息以及受力信息，并且具有相對較高的精確度，對安全穩(wěn)定夾持物體具有重要意義?；谝曨l處理的檢測方法的傳感器有完善的滑移檢測功能，非常適用于被夾持體姿態(tài)監(jiān)測上去。本文進一步研究了基于滑移傳感器的監(jiān)控夾持物體滑移以及物體姿態(tài)檢測的方

4、法。我們知道機器人在生活中會夾持和操作工具或者改變物體的位置。而在這些過程中，會出現(xiàn)夾持傾斜滑移、與環(huán)境的意外碰撞的情況，也會出現(xiàn)調(diào)整夾持的物體的情況。在這些情況中，滑移以及物體姿態(tài)變化的檢測對于安全穩(wěn)定實現(xiàn)操作目的十分重要。通過圖像處理可以檢測到物體的變化，再通過物體空間三點的變化，計算出物體在空間的旋轉和平移矩陣，進而建立起基于時間變化的三維姿態(tài)模型，并可得精確的旋轉歐拉角。通過將三個微型相機嵌入機械夾爪中，使物體按照實驗設定圍繞固